藻类百科

褐藻门物种的繁殖和生活史

最近更新:2023-03-01

褐藻的繁殖方式包括无性生殖和有性生殖两种方式。

1. 无性生殖

无性生殖主要包括营养繁殖和孢子繁殖两种类型。

(1)营养繁殖:一种是在幼期或成熟藻体上可以通过断折进行繁殖。通常 固着生长在岩石上的藻体,垂直割裂成几部分,而每一部分仍固着在基质上,再 长出新枝,于是一个个体变成了一丛藻体。另一种营养繁殖是在藻体上形成繁 殖枝(propagula)。如黑顶藻属的藻体上能形成有繁殖作用的二叉或三叉分枝, 这些小枝脱落后附着基质上,长成新的个体。此外藻体也可以断折,与母体分 离,漂浮在水中再生长成新藻体,如马尾藻海中的漂浮马尾藻Sargassum natans (L.)Meyen,这也是漂浮马尾藻惟一的繁殖方式。

(2)孢子繁殖:褐藻除圆子纲Cyclosporeae以外的物钟,都能产生裸露的游 孢子或不动孢子进行繁殖。游孢子梨形,具2根鞭毛,侧生不等长,用特殊的染 色方法在电子显微镜下观察,前面长的一根为茸鞭型鞭毛,有2列纤毛(鞭丝 mastigomemes),后面短的一根鞭毛无纤毛。游孢子内有1个细胞核、1个色素 体及1个眼点(图10-1)。

不同性质的孢子分别由单室孢子囊(unilocular sporangium)和多室孢子囊 (plurilocular sporangium)产生(图10-1)。

图10-1 长囊水云的生活史

横线以上为双倍体;以下为单倍体

(引自R.E.Lee,1980)

单室孢子囊由一个细胞发育而成,发生之初是由单核细胞膨大后,细胞核 分裂成4,8,16,32,64或128个子细胞核,然后细胞质分割成单核的许多原生 质体,许多单核的原生质体之间并没有细胞壁将它们互相分开,最后每个单核 的原生质体经过变态形成一个具有双鞭毛的游孢子,或是变态成为没有鞭毛的 不动孢子,随着孢子囊壁的破裂,而使其孢子释出。单室孢子囊内细胞核的第 一次分裂为减数分裂,因此,产生单室孢子囊的藻体必然是二倍体的孢子体,这 种(游)孢子萌发必然成为配子体。

多室孢子囊的发育同样是由孢子体的一个细胞开始,先横分裂后纵分裂, 产生隔壁,形成许多小室,即由许多细胞构成,每一个细胞产生1~2个游孢子, 但细胞分裂时不经过减数分裂,因此它们萌发成为二倍体的孢子体。

孢子成熟后,孢子囊壁溶解,游孢子逸出。单室孢子囊孢子的放散是通过 囊壁顶端的小孔逸出。多室孢子囊游孢子的放散,首先是细胞隔壁溶解,然后 通过顶端或侧面的小孔逸出。但马鞭藻目Cutleriales及黑顶藻属则是每一小 室开一孔,游孢子同时全面逸出。

有些褐藻(如网地藻属)以不动孢子进行有性繁殖。这种孢子没有细胞壁, 没有鞭毛,因此不能自由的游动,完全依靠水流传送,其发生过程与单室孢子囊 相同,但每一个孢子囊,通常只产生4个单倍体的孢子。

2. 有性生殖

褐藻的有性生殖有3种不同类型,即同配生殖、似配生殖和卵配生殖。

(1)同配生殖是原始的类型,雌、雄配子从外形、大小上很难区别。水云目、 黑顶藻目和网管藻目Dictyosiphonales的绝大多数物种为同配生殖。雌雄同体 或异体,2个配子接合成合子,合子立即萌发成新的藻体。一般不接合的配子不 久便分解死亡,但也有可能进行单性生殖产生新的配子体。

(2)似配生殖是雌、雄配子外形上可以区别出来,雄配子个体很小,雌配子 较大。雄配子通常有一个色素体,雌配子体却有好几个色素体。马鞭藻目中的 物种在雌配子没有接合的机会时,一般可以进行单性生殖。

(3)卵配生殖是最高级的类型,雌、雄配子形状大小都不同,明显分为卵和 精子。精子小,有2条侧生鞭毛,一根向前另一根向后,除了圆子纲的物种外都 是前长后短;但网地藻目的物种只有1根鞭毛在前端。精子都能游动。卵体积 较大,不动。酸藻目、海带目、网地藻目的物种一般为雌雄异体。此外,网地藻 目没有配合的雄配子普遍发生单性生殖。

3. 生活史

世代交替是褐藻生活史中的一种特征性的现象。褐藻的生活史归纳起来 有3类:①单元双相式,如马尾藻Sargassum sp.;②双元同形,如水云Ectocarpus sp.;③双元异形,如海带Laminaria sp.。通常认为同形世代交替在系 统发生上是较古老的,在系统发生上比较年幼的类型是它们单相的配子体藻体 渐渐退化,直到只有单相的有性细胞阶段,在整个生活史中植物体仅有2倍体 阶段,如鹿角菜目Fucales的藻体只有一种双相的孢子体。